1.4. Постоянное запоминающее устройство

Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) применяются для хранения служебных программ, констант, таблиц кодирования данных или другой служебной и неизменяемой в процессе вычислений информации. Структурная схема ПЗУ может быть представлена в следующем виде (рис. 1.21).

В состав устройства входят: дешифратор адреса DC и требуемое число (по числу выходов) логических элементов ИЛИ, подключенных к линиям выборки. При подаче адреса на вход ПЗУ осуществляется его расшифровка и активизация соответствующей линии Вб. Логический потенциал линии воздействует на входы логических элементов и переключает их выходы из нулевого состояния в единичное. Таким образом, разработчик постоянной памяти, самостоятельно задав закон соединения дешифратора и элементов ИЛИ, может получить практически любой набор выходных управляющих или информационных сигналов.

Изготовление таких схем и программирование выполняется по следующей технологии (рис. 1.22).

Устройство, показанное на рис. 1.22, может находиться в одном из двух режимов – чтение или программирование. Конкретную реализацию режима определяет напряжение питания на входе VCC порогового вентиля (ПВ). Если напряжение VCC=5В, то в ПЗУ реализуется процесс чтения. В этом случае на выходе ПВ устанавливается логическая единица, а состояние выходной шины определяется наличием плавкой вставки в данном каскаде. Если плавкая вставка цела, на выходе устанавливается нулевой уровень. Данный потенциал обусловлен протеканием тока по пути (пути наименьшего сопротивления): VCC = =+5В – плавкая вставка – выходной каскад элемента «2И-НЕ» – внутренняя шина «земля» логического элемента. Если вставка прожжена, ток протекает во входную цепь следующего каскада и на выходе ячейки устанавливается потенциал единицы.

В режиме программирования VСС=10В. При этом пороговый вентиль также устанавливает на своем выходе уровень логической единицы, но с рабочим напряжением 10В. Для прожига перемычки на входы ПЗУ подается адрес требуемой ячейки, в результате чего в схеме активизируется соответствующий элемент «2И-НЕ». На выходе элемента устанавливается ноль, затем от источника тока на выходную шину подают питающее напряжение с уровнем 10В. Данное напряжение вызывает протекание тока 65 мА по цепи: плавкая вставка – диод –выход элемента «2И-НЕ». Ток плавит перемычку, затем внешний источник отключается. Наличие высокого (10В) напряжения на выходах остальных элементов определяет малый ток в не адресуемых каскадах, что позволяет сохранить перемычки в других ячейках ПЗУ.

1.5. Стековое запоминающее устройство

Стеком называют запоминающее устройство с последовательным доступом, обеспечивающее считывание слов в порядке, обратном записи. Стек иногда представляют в виде магазинного ЗУ, доступ в котором в текущий момент времени разрешается к верхней ячейке (рис.1.23).

Эта ячейка получила называние «вершины стека». Адрес вершины в каждый конкретный момент хранится в специальном регистре, который называют указателем стека.

Как правило, в аппаратных реализациях явно изготовленный указатель может отсутствовать (рис. 1.24). Адреса ячеек, к которым происходит очередное обращение, при этом определяются текущим моментом времени и последовательностью обращения к ЗУ. Когда слово записывается в стек занимавшее вер-

шину значение и все хранимые слова сдвигаются вниз на одну позицию, содержимое нижней ячейки теряется. Количество запоминающих регистров в стековом ЗУ называют глубиной стека.

Стековая память в общем случае является безадресной. Однако если стек является подразделом ОП, то в процессоре организуется адресный регистр, который также называют указателем стека. Основное назначение такого стекового ЗУ состоит в запоминании ССП при прерываниях или переходах от одной подпрограммы к другой (рис. 1.25).

На рис. 1.25 показан переход к подпрограмме №1 из ячейки с номером 550 на адрес 650 с запоминанием точки (адреса) возврата 551 в стеке. Аналогично из подпрограммы №1 из ячейки с номером 679 выполняется переход на адрес 730. Точка возврата 680 размещается в вершине стека, сдвигая предыдущее значение на одну позицию вверх. Начиная с адреса 770, осуществляется выход из подпрограммы №2 в точку 680 подпрограммы №1. Далее выполняется завершение данного программного модуля и возврат на адрес 551 основной программы.